JPS62201463A - 現像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像担体表面に形成された静電潜像を、磁石
ロール表面に保持された磁性現像剤により　ｓ像化する
現像方法に関する。

〔従来の技術〕

セレン、１化亜鉛、有機光導電体もしくはマイラーで被
祷された硫化カドミニウム等の画像担体表面に形成され
た静ｔｖｒ像を乾式現像剤を用いて現像する場合、一般
には磁気ブラシ法が採用されている。この磁気ブラシ法
においては、非磁性スリーブの内部に磁石ロールを設け
た現像ロールが使用され、スリーブと磁石ロールとの相
対的回転によりスリーブ上に保持した現像剤を搬送して
いる。

近年、電子写真嶺写機やプリンター等の小型化の要求が
強まっており、現像部を小型化することが′Ｍ要となっ
ている。このような要求を満たすための手段として、ス
リーブを用いずに、磁石ロールの表面に直接磁性現像剤
を吸着し、磁石ロールの回転により現像剤を搬送するこ
とが考えられる。

例えば特公昭５４−３９１３９号公報には、電気的導体
からなる回転軸を有する長尺の円筒状磁石ロールの狭面
に導電体層を設け、導電体層と回転軸とを電気的に接続
しかつ記録体及び回転軸を接地もしくはバイアス電源に
接続して、導電性磁性トナ一層を介して現像電流を流す
ようにした現像装置が開示されている。

また、例えは特開昭６０−１１３２７１号公報には、−
成分磁性トナーを用いる接触現像装置の一例として、円
筒状の導電性基体上に多極Ｍ磁を施した樹脂マグネット
層を設け、その上に多数の微小電極を誘電性材料からな
る保持層に夫々が寛・気的絶縁状態に保持されかつ一部
を表面に露出させた電極層を積層した現像ローラを用い
た現像装置が開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

まず、導電性磁性トナーを磁石ロール表面に吸着して現
像を行なう場合は、トナーの抵抗が低いため、得られた
トナー像を並通紙に転写する場合に転写効率が低下して
しまう。したがってこのような方式では、現在主流を占
めている転写式電子写真方式には適しないという問題が
ある。

次に、接触式現像装置に用いられる現像ローラは特殊な
電極層を有するため、現像ローラの製作に手間がかかシ
、実用性の点で問題がある。

したがって本発明の目的は、転写性の良好な現像剤を用
いて、簡単な構造の現像ローラによシ良好な画像が得ら
れる現像方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の現像方法は、画像担体表面に静電潜像を形成し
、画像担体表面に対向して、少なくとも表面が導電性で
あシかつ表面に複数個の磁極を有する円筒状磁石口′−
ルを回転自在に配置し、磁石ロールの表面に少なくとも
絶縁性のトナー粒子を含む磁性現像剤を供給し、磁石ロ
ールの回転により磁性現像剤を画像担体表面に搬送し、
ｉａ像像担体肉面磁石ロール表面との間にゼロバイアス
を含む直流バイアス電圧を印加して静電潜像を顕像化す
ることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を図面によシ説明する。

第１図は本発明を実施するだめの現像装置の一例を示す
断面図であり、第２図は第１図の要部拡大図である。

第１図に示すように、現像装置１は、感光体ドラム２に
対向して設けられた現像ロール３と、磁性現像剤４を収
容する現像剤容器５と、現像剤容器５に取着されたドク
タ一部材６とを有している。

現像ロール６は、少なくとも表面が導電性である円筒状
磁石７を軸８上に保持して形成され、図示しない駆動手
段によって図示矢印Ａ方向に回転される。円筒状磁石７
０表面は直流電圧源９に接続されている。

上記の円筒状磁石７としては、例えば強磁性粉末（ハー
ド７エライト粉末、希土類磁石粉末等）と樹脂（ゴム又
はプラスチック材料）を主体とする混練物を押出成形あ
るいは射出成形等の手法によシ円筒状に一体に成形（軸
を一体インサート成形してもよい）し、ついで冷却固化
後着磁したいわゆる樹脂磁石（％開開５７−１３０４０
７号、同５９−９０５号公報、同５９−２２６３６７号
公報等参照）が使用できる。またブロック状の磁石を組
合せて全体を円筒状としたものでもよい（例えば実開昭
５９−１６４２１１号公報参照）０この樹脂礎石に導電
性を付与するためには、表面に導電層を接着。

メッキ等の手法によシ形成したものでもよいが、原料混
練時にカーボンブラック、金属粉末あるいは金ｆｉ（合
金）磁石粉末等の導電性物質を添加することが望ましい
。このような混鞠物を成形すると、４電性物質が磁石赤
面にも分布するので、導電性を有する磁石が得られる□
また導電性物質の添加量を調整することによシ、導電率
（抵抗）を調整できる。また本発明では、上記の円筒状
磁石として一体に形成された円筒状のハードフェライト
缶石を使用することもできる。

また磁性現像剤としては、−成分系の磁性トナーでもあ
るいは鉄粉やフェライト粉末などの磁性キャリアと非磁
性もしくは磁性を有するトナーとを混合した現像剤が使
用できる。この場合、現像後の転写を容易にするために
、トナーはり、Ｃ，４Ｋｖ／ｃｒｎのｔ場における体積
固有抵抗が１０１２０・α以上（好ましくは１０１４Ω
・α以上）であるような絶縁性のものが望ましい。

これらの現像剤のうち、−成分系の磁性トナーにあって
は、磁性粉の含有量が２０〜５０重量−の範囲にあり、
かつ、摩擦帯電量が絶対値で５〜２０μｃ／ｆの幹、囲
にあるものが望ましい。これは、磁性粉が５０重量％よ
り多いと、吸着搬送が強すぎてトナーに無理な力が加わ
り、２０＊ｔ％未満であるとカブリやトナーの飛散が多
くなるからである。

帯電量は画像濃度の点からこの範囲がよい。この磁性ト
ナーは単独で使用してもよいし、又磁性キャリア（特に
フェライトキャリア）と混合して用いること（例えば特
開昭５９−１８２４６４号）により連続して安定な画イ
沙が得られる。

上記現９Ｊ！装置による現像操作は次の通りである。

表面に静電ｍ像（十記号で示す）を保持した感光体ドラ
ム１は、図示矢印２方向に回転する。一方、現像ロール
乙の表面に吸着された磁性現像剤４は、ドクタ一部材６
により所定厚さに規制され、次いで現像ギャップ２に搬
送される。この時現像ロールの導電性表面は直流電圧源
９に接続されているので、現像ギャップＶにおいては現
像ロール表向から静ｉｔ潜像に向かう（又は反対方向の
）を界が発生する。したがって電界中に存在するトナー
は王としてクーロン力により付着して現像が行なわれる
。この場合磁性現像剤が荷電型磁性トナーを含む−とき
は、現像前に予めドクタ一部材等との接触により多少帯
電するため、現像性が向上する。

上記現像により良好な画像を得るためには、次のような
条件であることが望ましい０ 現像ギヤツプ２付近の磁束線の流れを模式的に表わすと
第２図のようになる。良好な画像を得るためには、現像
剤の穂の高さの半分位が感光体ドラムの表面と接してい
る状態が好ましい０そして現像剤は磁束線に沿って配列
することから、このような状態を得るためには、ｈ中２
２とする必要がある。又図から明らかなように、磁極間
ピッチをＬとすると、Ｌキ２ｈとなる０そしてＬは、ロ
ールの直径をり、磁極数をＭとすると、Ｌ＝πＤ／Ｍで
表わされる。したがってＬが約４２となるように、磁極
数Ｍを設定すればよい。

次に、感光体ドラムの周速を”　（ｍ／　ｓｅｃ　）、
現像ロールの回転数をＮ　（ｒ−ｐ、ｍ、　）とすると
、？・６０／Ｍ　−Ｎで表わされるＡ　（ｍ＋）の値が
２より少なくなるようにＮを設定するとよい。

４　＝　ｙ・６０／Ｎ−Ｍ＜２ 上記Ａは感光体ドラムが単位時間内に磁極と対面するピ
ッチであり、このピッチが２晴より大きくなると、現像
ムラが生じてしまう。

次に、現像ロールの表面での磁束密度は１００〜５００
Ｇの範囲であることが望ましい。これは、表面磁束密度
が１００Ｇより少ないと、現像剤を吸着する力が弱まシ
、ロールの回転により現像剤の飛散が多くなり、５００
Ｇより大きいと、現像剤が強く吸着されて、静電ｍ像に
付着し難くなる、即ち、画像濃度が低下するからである
。

上記のようにして得られた現像トナー像は、図示しない
が、普通紙等の転写シート上に転写され次いで定刹する
ことＫより、最終画像が得られる。

本発明においてトナーの摩擦帯電量は、市販のブローオ
フ粉体帯電ｆ＆ｌＩ定器（東芝ケミカル製ＴＢ−２００
型）によυ測定した値とする。測定は、キャリア（日本
鉄粉製Ｚ２００　）１０　ｆとトナー０．５７を外径４
０＋ｎ＋のプラスチック容器に投入し、流動表面角度測
定器により１０分間回転させ、得られた混合物の中から
２００■の試料を採取し、３２５メツシエの篩を用いた
容器に投入し、そして上記測定器にてブロー圧１．０神
／−、ブロ一時間４０　ｓｅｃの条件にて測定を行なっ
た。

トナーの抵抗は、試料を適轟量（１０数ｑ）秤取し、ダ
イアルゲージを改良した内径５．０５簡のテフロン（商
品名）製中空シリンダー中に充填し、０．１梅の荷重下
、Ｄ、Ｃ４ＫＶ／ｍの電場を印加して測定し、体積固有
抵抗を算出する。抵抗の測定には、横筒ヒユーレットバ
クカードＩＪ！４３２９型絶縁抵抗計を用いた。

〔具体例〕

以下本発明の詳細な説明するが、本発明はこれらの例に
限定されるものではない。

具体例１゜ スチレン−アクリル系共重合体（セキスイ化学製Ｐ５２
０）５８重量部とマグネタイト（戸田工業製ＥＰＴ５０
０）４０重量部と負の荷電制御剤（オリエント化学製ボ
ントロンＥ８１）２重量部とを乾式混合し、ニーダで２
００℃の温度で加熱混練した。得られた混練物を冷却・
固化後ジェットミルにて２０μｍ以下の粒子に粉砕した
。この粉砕粉をスーパーミキサーに投入し、更に微粉末
シリカ（日本アエロジル製１２９７２）０．５１鎗部を
加えて混合した。混合粉を１２０℃の熱気流中に導入し
て熱処理を行なった後分級して、５〜２０μｍの粒度分
布を有する磁性トナーを得た。このトナーの摩擦帯電量
は一１０μｃ／ｆ、抵抗は５　Ｘ　１０”Ω・αであっ
た。

上記の磁性トナーを用いて次のような条件で画像評価を
行なった。

周速１５０ｗｍ／ａｅｃで回転するＳｅドラム（外径６
０ｆｌ）の表面をコロナ帯電器により＋８００ｖに一様
帯電後露光して静電潜像を形成し、次いで第１図の現像
装置により現像を行なった。ここで現像ロール２は、表
面の磁束密度が２００Ｇで、６６極対称着磁を施し外径
２０ｍの円筒状磁石７とアルミニウム合金製の軸８から
構成した。円筒状磁石７はＳｒフェライトとポリアミド
樹脂とカーボンブラックからなる組成を有し、表面の抵
抗は１０”Ω・（７）であ゛った。ドクターギャップ及
び現像ギャップ２は各々０．２ｍ及び０．４■に設定し
、現像ロール２を２００　ｒ、ｐ、ｍ、で回転させ、バ
イアス電圧は＋１００Ｖに設定した。この条件であると
、磁極間ピッチＬ＝１．７ｍ＋となり、現像ギャップｆ
＝０．４順の約４倍となシ、又磁極対向ピッチル＝１．
２５（く２）となる。

得られたトナー像を普通紙にコロナ転写（転写電圧−４
，５ＫＶ）してから、定着温度が１８０℃、定着圧力１
　、０に９／ｍ、ニップ幅４．０調に設定して熱ロール
定着を行なった。

その結果、画像濃度１．６、解像度８本／ｍでムラのな
い良好な画像が得られた。

具体例２ フェライトキャリア（日立金属製ＫＢＮ　−Ｉ　ＤＯ。

粒度分布７０〜１４０μｍ）と具体例１の磁性トナーを
７：３のＮ′Ｊ＃、比で混合して現像剤を調整した。

この現像剤を用いて、ドクターギャップ及び現像ギャッ
プを各々０．３ｆｌ及び０．５簡に設定し、現像ロール
を２０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、で回転させ、バイアス電圧’ｉ
＋１５０Ｖに設定した以外は具体例１と同様の粂汗にて
作像した。

その結果、画像濃度１．４、解像度１０本／訃でムラの
ない良好な画像が得られた。

〔発明の効果〕

以上に記述の如く、本発明によれば、スリーブを用いな
い現像ロールを用いても高品質の画像を得ることができ
る。したがって現像装置の小型化及び簡易化が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施するための現像装置の一例を示す
断面図、第２図は第１図の要部拡大図である。 １：現像装置　　　　　２：感光体ドラム６；現像ロー
ル　　　　４：磁性現像剤５：現像剤容器　　　　６：
ドクタ一部材７：円筒状磁石　　　　８：軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像担体表面に静電潜像を形成し、前記画像担体
   表面に対向して、少なくとも表面が導電性でありかつ表
   面に複数個の磁極を有する円筒状磁石ロールを回転自在
   に配置し、前記円筒状磁石ロールの表面に少なくとも絶
   縁性のトナー粒子を含む磁性現像剤を供給し、前記磁石
   ロールの回転により前記磁性現像剤を前記画像担体表面
   に搬送し、前記画像担体表面と前記磁石ロールの表面と
   の間にゼロバイアスを含む直流バイアス電圧を印加して
   前記静電潜像を顕像化することを特徴とする現像方法。
2. （２）前記磁石ロールは、少なくとも表面の体積抵抗が
   １０＾６Ω・ｃｍ以下である樹脂磁石である特許請求の
   範囲第（１）項記載の現像方法。
3. （３）前記磁石ロールは、前記画像担体表面と前記磁石
   ロールの表面との距離の約４倍に相当する磁極間ピッチ
   を有すると共に、前記画像担体表面の周束をυ（ｍｍ／
   ｓｅｃ）、磁極数をＭ、回転数をＮｍ（ｒｐｍ）とした
   時に、６０υ／Ｍ・Ｎｍ＜２の式を満足するように前記
   磁石ロールを回転させる特許請求の範囲第（１）項又は
   （２）項に記載の現像方法。
4. （４）前記磁性現像剤は、１０Ω＾１＾２・ｃｍ以上の
   体積抵抗を有する磁性トナー粒子からなる特許請求の範
   囲第（１）項ないし第（５）項に記載の現像方法。
5. （５）前記磁性現像剤は、磁性キャリア粒子と１０＾１
   ＾２Ω・ｃｍ以上の体積抵抗を有するトナー粒子からな
   る特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項に記載の
   現像方法。